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L’âge, la durée et la vitesse des processus sont des paramètres indispensables aux études géologiques. Cet ouvrage s’intéresse à la thermochronologie basse température, devenue un outil essentiel à l’étude des chaînes de montagnes ou des bassins sédimentaires.
Thermochronologie par traces de fission traite des principes physico-chimiques sur lesquels reposent les méthodes de thermochronologie par traces de fission et (U-Th-Sm/He), ainsi que les avancées méthodologiques ayant permis de les faire évoluer jusqu’à la révolution récemment apportée par l’utilisation de l’ICP-MS à ablation laser. Sont également détaillés les concepts et méthodes mathématiques de modélisation de l’histoire thermique des échantillons, étape indispensable pour traduire les résultats d’analyses en concepts géologiques. Chacune de ces explications théoriques est accompagnée d’exemples d’applications à la résolution de problèmes géologiques, avec notamment un chapitre consacré à la quantification des mouvements tectoniques en Asie.
1. Introduction à la thermochronologie par traces de fission sur apatite et zircon détritiques
2. Modélisation d’histoire thermique pour la thermochronologie
3. Détermination de l’238U par LA-ICP-MS pour la datation traces de fission
4. Thermochronométrie et chronométrie (U-Th-(Sm))/He : principes, applications et limites
5. Thermochronologie basse température : datation et quantification des mouvements tectoniques en Asie
Marc Jolivet
Marc Jolivet est directeur de recherche au CNRS. Tectonicien et géomorphologue, il utilise la thermochronologie pour décrire l’évolution topographique des continents.
Chapitre 1
Introduction à la thermochronologie par traces de fission sur apatite et zircon détritiques (pages : 9-73)
La thermochronologie par traces de fission sur les zircons et apatites détritiques est devenue une approche classique pour l’analyse de la surrection des reliefs ou de l’histoire thermique des bassins. Le couplage avec d’autres approches (datation U-Pb ou (U-Th)/He, analyse du Sr, Lu et Hf) est régulièrement utilisé dans des études de provenance des sédiments. Ce chapitre propose une introduction aux principes de la thermochronologie détritique ainsi que des exemples d’application.
Chapitre 2
Modélisation d’histoire thermique pour la thermochronologie (pages : 75-105)
Les systèmes de thermochronologie basse température sont sensibles à une large gamme de températures. La perte de l’élément radiogénique (trace de fission, noyaux d’He, etc) est progressive et l’âge ne reflète pas obligatoirement un événement géologique particulier. Ce chapitre explique comment ce phénomène est utilisé pour modéliser l’histoire thermique d’un échantillon. Il fournis les bases physiques et statistiques de la modélisation de la diffusion des éléments radiogéniques et donne des exemples de modélisation de cas géologiques.
Chapitre 3
Détermination de l’238U par LA-ICP-MS pour la datation traces de fission (pages : 107-135)
Le développement de la spectrométrie de masse par ablation laser (LA-ICP-MS) a permis une avancée majeure dans la datation par traces de fission, en permettant de s’affranchir de l’utilisation d’un réacteur nucléaire pour déterminer la concentration en 238U (méthode du détecteur externe ou EDM). Ce chapitre décrit en détail l’utilisation du LA-ICP-MS pour la thermochronologie traces de fission, ses avantages et ses limites.
Chapitre 4
Thermochronométrie et chronométrie (U-Th-(Sm))/He : principes, applications et limites (pages : 137-199)
La méthode de thermochronologie (U-Th-(Sm))/He est complémentaire de la thermochronologie par traces de fission et les deux approches sont souvent utilisées conjointement pour l’étude de l’évolution des reliefs ou des bassins sédimentaires. Ce chapitre décrit en détails le principe de la méthode appliquée à l’apatite et au zircon et présente également des applications plus récentes à d’autres minéraux tels l’hématite et la goethite.
Chapitre 5
Thermochronologie basse température : datation et quantification des mouvements tectoniques en Asie (pages : 201-242)
La lithosphère asiatique telle que nous la connaissons aujourd’hui découle d’une longue histoire géodynamique marquée aujourd’hui par la collision entre l’Inde et l’Asie. Ce chapitre montre comment à travers une analyse couplée de géomorphologie, de géologie structurale et de thermochronologie basse température il est possible de reconstituer l’évolution topographique de ce continent dont une grande partie de l’histoire reste préservée dans les reliefs actuels.
